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事务隔离级别是数据库管理系统用来控制并发事务之间相互影响程度的重要机制。标准SQL定义了四个隔离级别:读未提交、读已提交、可重复读和串行化。隔离级别越高,数据一致性越好,但并发性能越低。每个级别都解决特定的并发问题,读已提交解决脏读,可重复读解决不可重复读,串行化解决幻读问题。
在多个事务并发执行时,如果没有适当的隔离控制,会产生三种主要的并发问题。脏读是指一个事务读取了另一个未提交事务修改的数据,如果修改事务回滚,读取的数据就是无效的。不可重复读是指同一个事务中多次读取同一数据得到不同结果。幻读是指同一查询在事务执行过程中返回了不同的结果集。这些问题都会破坏数据的一致性。
锁是数据库管理系统用来控制并发访问的重要机制。锁可以按粒度分为表锁、页锁和行锁,粒度越小并发性越好但开销越大。按类型可分为共享锁、排他锁和意向锁。共享锁允许多个事务同时读取,排他锁确保独占访问,意向锁用于表示下层资源的锁定意图。通过合理使用不同类型和粒度的锁,数据库可以在保证数据一致性的同时提供良好的并发性能。
锁升级是数据库自动将多个细粒度锁转换为少数粗粒度锁的重要机制。当事务持有的锁数量超过阈值时,通常是5000个左右,系统会自动进行锁升级。升级过程是从行锁升级到页锁,再升级到表锁。锁升级的优点是减少内存使用和提高锁管理效率,但缺点是会降低系统的并发度,可能增加锁等待时间。因此需要在内存使用和并发性能之间找到平衡。
SQL Server作为微软的企业级数据库,支持标准的四个事务隔离级别,同时还提供了两个基于快照的特殊隔离级别。读已提交快照隔离RCSI和快照隔离SI都使用版本控制技术,避免了读写冲突。SQL Server的锁机制采用多粒度锁定,包括行锁、页锁和表锁,支持自动锁升级,默认阈值为5000个锁对象。还提供了意向锁支持和死锁自动检测功能。